¿La transición vibratoria molecular y la consiguiente emisión de radiación infrarroja implican que los electrones cambien el nivel de energía? En wikipedia , sobre las transiciones vibrónicas dice: "La mayoría de los procesos que conducen a la absorción y emisión de luz visible se deben a transiciones vibrónicas. Esto puede contrastarse con las transiciones electrónicas puras que ocurren en los átomos y conducen a líneas monocromáticas nítidas (por ejemplo, en un sodio lámpara de vapor) o transiciones vibratorias puras que solo absorben o emiten luz infrarroja.". ¿Significa esto que la radiación infrarroja se emite sin que los electrones jueguen un papel directo? ¿Qué pasa con el cambio en las energías de rotación molecular? Además, entiendo que la reflexión no es un fenómeno de absorción-emisión de radiación, entonces, ¿puede explicar qué sucede realmente con los fotones? Lo mismo para la dispersión de radiación.
Con respecto a la pregunta general planteada en el título, sí, en general es posible tener emisión (o absorción) de fotones sin que los electrones cambien los niveles de energía. Por ejemplo, en la resonancia magnética nuclear (RMN), la radiación EM (fotones) se absorbe y se vuelve a emitir con cambios en el estado de espín nuclear. La espectroscopia de RMN se basa en la división entre estados de espín nuclear debido a un gran campo magnético aplicado. Este desdoblamiento provoca la absorción y emisión estimulada de radiación EM con energía igual a la del desdoblamiento. Entonces, la RMN es un ejemplo de emisión de fotones sin cambios en los niveles de energía electrónica que juegan un papel directo.
Sin embargo, con respecto a sus ejemplos específicos, los electrones están directamente involucrados. En los modos de vibración, las frecuencias de resonancia están determinadas por la rigidez de los enlaces moleculares. Esas rigideces a su vez dependen de la estructura electrónica de la molécula. La pregunta es, ¿cuánto cambia la energía electrónica cuando las longitudes y los ángulos de los enlaces cambian en pequeñas cantidades? Esto se puede calcular utilizando paquetes de estructura electrónica como Gaussian y ABINIT. Los núcleos también están involucrados; las masas de los núcleos también influyen en las frecuencias resonantes. La imagen es similar para la rotación (diédrica) de los enlaces químicos.
La radiación infrarroja es radiación electromagnética, un fenómeno de energía fotónica cuántica. Los fotones se generan para cualquier forma de materia por encima del cero absoluto. CUALQUIER movimiento de CUALQUIER partícula subatómica genera fotones. SIEMPRE se generan fotones infrarrojos, por todas partes, de todos los objetos que no están en el cero absoluto. ¿No es esto cierto?
En el caso de los fotones IR, el sistema (es decir, la molécula) cambia su estado (cambiando su modo vibracional o rotacional).
También puedes imaginar que tal cosa suceda en un contexto puramente atómico. Esta sería una analogía directa del efecto Mössbauer , que solo ocurre en un contexto atómico en lugar de uno nuclear. Por el gobierno totalitario tengo que imaginar que es posible, pero debe ser fuertemente reprimido.
Nunca he oído hablar de una medida que lo utilice en un sentido puramente atómico.
grapa douglas b.
grapa douglas b.